关于入炉焦炭质量及其粒度大小对鼓风炉炉况的影响分析*

陶学虎

(云南澜沧铅矿有限公司 云南 澜沧 665601)

关于入炉焦炭质量及其粒度大小对鼓风炉炉况的影响分析*

陶学虎

(云南澜沧铅矿有限公司 云南 澜沧 665601)

统计分析澜沧公司鼓风炉某生产时段部分焦丁入炉的比例及其数量，并结合焦炭质量论述了其对铅鼓风炉作业的重要性，提出了对焦丁有效使用的建设性意见。

焦炭;焦丁;鼓风炉;影响

为减少公司资金积压，从2009年4月开始，公司要求铅冶炼厂将焦炭场筛出并积压的焦丁(其粒径20～50mm)逐步投入鼓风炉，以减少公司的资金积压;并逐步取代部分块焦的入炉。

1 期间入炉焦丁量占入炉焦炭量比例

从2009年4月开始，铅冶炼厂鼓风炉生产各月投入鼓风炉消耗的焦丁以及焦丁占入炉总焦炭量的比例如下表1所示。

表1 消耗焦丁占入炉总焦炭量的比例表Tab.1 The percentage of nut coke to total coke fed in furnace

2 焦炭及其质量对炉况的影响分析

焦炭作为铅鼓风炉的主要燃料，质量的好与坏，直接关系到铅鼓风炉能否正常运行及其技术经济指标的优劣。铅鼓风炉燃料燃烧条件，鼓风炉还原熔炼的反应速度与完全程度取决于许多因素，而其中重要的因素是温度和气相成分，沿炉子的水平断面和高度的变化不一，影响这种变化的因素很多，其中最关键的就是风口区焦炭燃料能否充分燃烧，为了使炉内反应顺利进行，应保证炭质燃料在风口区正常的燃烧条件。在铅鼓风炉内，炭质燃料燃烧产物为CO和CO2

如果CO2完全转变为CO时，则炭燃烧总反应式可以如下表示:

炭质燃料的发热量是指碳完全燃烧成CO2的发热量，因此按 (3)式燃烧则1摩尔碳燃烧时放出的热量为123 188 J，其发热量的利用率为30%。

不难看出，提高CO2/CO的比值时，则焦炭燃烧发热量利用率将提高。因此，为了提高焦炭的热利用率，在保证炉内所需的还原气氛的条件下，焦炭在风口区 (即焦点区)应尽可能的实现完全燃烧，同时也必须使高温区集中在风口区，因为高温区上移或拉长时，均会使燃料发热量利用率降低，炉顶温度升高，易造成热顶。

影响燃料燃烧的因素——焦炭质量，即包括灰份、空隙度、块度、强度和有效成分固定炭。因此，铅鼓风炉对焦炭质量的基本要求如下表2所示:

表2 铅鼓风炉对焦炭质量的基本要求表Tab.2 Basic requirements list for coke quality limited by blast furnace

焦炭中固定碳含量低意味着有效成分低，灰分高，发热量低，最终在鼓风炉有限的空间内消耗的焦炭绝对量就要增加，不利于有效提高处理炉料的能力。同样，焦炭的着火点适当是保证鼓风炉焦点区集中的关键，着火点过高，焦炭到达焦点区着不了火或着火缓慢，着火点过低，焦炭下不到风口区即着火造成炉顶上燃或鼓风炉无法稳定正常生产;焦炭空隙率、抗压强度、块度均是对焦炭质量的基本要求，空隙率大小，同样影响焦炭燃烧及鼓风炉还原反应的顺利进行;抗压强度低，焦炭易碎，意味着不能顺利到达焦点区即碎掉，不能有效保证焦点区的温度;块度，鼓风炉炼铅最基本的特点，就是只适应处理块料，这其中包括焦炭和处理的所有其它含铅物料和熔剂，依据多年的生产实践，料柱高度在4～5 m之间，焦炭粒度在50～100 mm较适宜，其粒度与料柱高度的控制具有相互衔接的作用。关于焦丁入炉，适宜的粒度及其数量对公司减少资金积，降低焦炭消耗可起一定的作用，其粒度不宜小于30 mm，数量不宜大于入炉焦炭量的10%，这部分量的进入，有利于物料之间的充填，改善炉内气流的分散性，加速熔化还原过程的进行，过多则造成炉内阻力增大，乃至烟尘率增加等不利因素。作为鼓风炉提供热量和还原气氛的焦炭，另一个作用也是必须把握的关键就是骨架焦滤层，这个作用发挥的好与坏，它直接影响熔体的过热程度，最终影响炉子的处理能力及其技术经济指标的好与坏。因此，控制好入炉物料，燃料的粒度，减少粉料入炉，是维持和提高鼓风炉处理量，保持鼓风炉持续、稳定运行的关键，对此，焦炭它只占鼓风炉炉料的百分之十几，从而又是维持炉内反应温度和还原气氛的关键条件，粒度及其质量显得特别重要。

3 结语

依据公司20××年4月份开始在鼓风炉配用焦丁的情况，结合生产实践分析认为，其作用甚微，就其利与弊来说，应该是弊多利少，7月1日至10日的鼓风炉顶温度情况入表3所示:

从表3看出，炉顶上燃的机率是增加的，炉顶温度整体是高的，这就表明碎小的焦丁到不了焦点区即着火带来的热顶。据此，建议将20～50 mm的焦丁再筛分，其中大于30 mm的焦丁入炉，小于30 mm的焦丁经过适当破碎加入烧结作燃料更经济更适宜 (鼓风炉正常控制炉顶温度80～120℃)。

［1］株洲冶炼厂．铅冶炼［M］．北京:中国有色金属工业总公司职工教材编审，1986．

［2］ 彭容秋．重金属冶金学 ［M］．长沙:中南大学出版社，2003．

Analysis on the Effect of Coke Quality and Particle Size on Blast Furnace Condition

TAO Xue－hu
(Yunnan Lancang Lead Mine Co．，Ltd．，Lancang，Yunnan 665601，China)

Based on statistical analysis for the proportion and quantity of nut coke feeding in certain production section of blast furnace in Lancang Company and the importance of lead blast furnace operation effected by coke quality，this paper submits the constructive suggestions for the effective use of nut coke．

coke;nut coke;blast furnace;effect

TF806.21

A

1006－0308(2011)05－0039－03

2011－01－30;

2011－04－21

陶学虎 (1956－)，男，云南宣威人，冶炼工程师。